2015～2020年濰坊市防風(fēng)固沙量動(dòng)態(tài)變化研究

肖 泱，徐偉紅

（山東省濰坊生態(tài)環(huán)境監(jiān)測中心，山東濰坊 261041）

0 引言

生態(tài)環(huán)境的健康發(fā)展與安全評估研究已成為國內(nèi)外研究的熱點(diǎn)，科學(xué)合理地對一個(gè)國家或地區(qū)的生態(tài)環(huán)境進(jìn)行評估，對其區(qū)域生態(tài)環(huán)境保護(hù)與恢復(fù)政策的制定有著積極意義。生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能是指生態(tài)系統(tǒng)與生態(tài)過程所形成及所維持的人類賴以生存的自然環(huán)境條件與效用[1，2，3]。防風(fēng)固沙功能是生態(tài)系統(tǒng)提供的眾多服務(wù)之一，是生態(tài)系統(tǒng)可持續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ)[4]。

生態(tài)系統(tǒng)防風(fēng)固沙功能及其變化可通過計(jì)算生態(tài)系統(tǒng)因大風(fēng)導(dǎo)致土壤流失和風(fēng)沙危害而減少的風(fēng)蝕量得出。本文以遙感和地面調(diào)查數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，結(jié)合生態(tài)系統(tǒng)長期監(jiān)測數(shù)據(jù)，定量評估生態(tài)系統(tǒng)的防風(fēng)固沙功能，分析其空間格局和變化情況，以便了解生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的變化趨勢。

1 研究區(qū)概況與數(shù)據(jù)來源

濰坊市位于山東半島西部，居半島城市群中心位置。地跨東經(jīng)118°10′～120°01′，北緯35°41′～37°26′，東與青島、煙臺(tái)兩市連接，西鄰淄博、東營兩市，南連臨沂、日照兩市，北瀕渤海萊州灣。濰坊市域地貌自北向南，由低到高，形成幾個(gè)臺(tái)階。大體上分為低地、平原及低山丘陵3個(gè)地貌區(qū)及18個(gè)地貌類型。

濰坊市域?qū)俦睖貛Ъ撅L(fēng)區(qū)，背陸面海。受歐亞大陸和太平洋的共同影響，大陸度在50%以上，是暖溫帶季風(fēng)型半濕潤大陸性氣候。防風(fēng)固沙量評價(jià)的數(shù)據(jù)源主要包括濰坊市2015～2020年生態(tài)系統(tǒng)類型與分布遙感解譯的數(shù)據(jù)、基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)和氣象觀測數(shù)據(jù)，并綜合運(yùn)用生態(tài)系統(tǒng)的長期監(jiān)測數(shù)據(jù)，以及有關(guān)生物多樣性、水土保持、生態(tài)水文等學(xué)術(shù)文獻(xiàn)數(shù)據(jù)。部分?jǐn)?shù)據(jù)直接從氣象站點(diǎn)、網(wǎng)站下載和樣方調(diào)查獲取，部分?jǐn)?shù)據(jù)由遙感數(shù)據(jù)反演計(jì)算得到[5，6]。

2 評估方法

生態(tài)系統(tǒng)防風(fēng)固沙量表示研究區(qū)內(nèi)潛在風(fēng)蝕量和實(shí)際風(fēng)蝕量的差值，表示研究區(qū)內(nèi)土壤受風(fēng)力侵蝕影響的強(qiáng)弱[7]。生態(tài)系統(tǒng)防風(fēng)固沙量的反演流程圖（圖1）。指標(biāo)反演的主要源數(shù)據(jù)包括氣象站觀測風(fēng)速和降水?dāng)?shù)據(jù)、雪深數(shù)據(jù)、土壤顆粒半徑數(shù)據(jù)、DEM高程數(shù)據(jù)、植被覆蓋度數(shù)據(jù)和生態(tài)系統(tǒng)分類解譯數(shù)據(jù)。

圖1 生態(tài)系統(tǒng)防風(fēng)固沙量反演流程圖

3 結(jié)果與討論

3.1 防風(fēng)固沙量主要影響因子分析

3.1.1 氣候因子

在2015～2020年期間，濰坊市氣候因子的分布存在明顯的空間異質(zhì)性，氣候因子的高低分布特征自2015年以來基本保持一致。氣候因子較高的區(qū)域主要分布在濰坊市的東南部地區(qū)，中部和西部地區(qū)的氣候因子處在中等水平，北部沿海有小部分地區(qū)的氣候因子較低。2015～2020年，濰坊市平均氣候因子呈現(xiàn)L型變化趨勢。其中，以2015年最高，達(dá)5.3×105kg/m，為近6年來的最高值（圖2）。

圖2 2015～2020年濰坊市逐年平均氣候因子

3.1.2 植被覆蓋因子

在2015～2020年期間，濰坊市植被覆蓋因子的分布存在明顯的空間異質(zhì)性。各年份的植被覆蓋因子分布特征相似，全市大部分地區(qū)的植被覆蓋因子處在較高水平，在各縣市駐地附近的城鎮(zhèn)生態(tài)系統(tǒng)地區(qū)、北部的濕地生態(tài)系統(tǒng)地區(qū)和西南部的森林生態(tài)系統(tǒng)地區(qū)，植被覆蓋因子偏低。2015～2020年，除2018年濰坊市平均植被覆蓋因子較上年有所增加，其余年份均較上年減少，但數(shù)值上并未明顯變化，在0.5887～0.5911之間。其中，2020年平均植被覆蓋因子最低，為0.5887，2015年最高，達(dá)到0.5911（圖3）。

圖3 2015～2020年濰坊市逐年平均植被覆蓋因子

3.2 防風(fēng)固沙量變化分析

自2015年以來，濰坊市防風(fēng)固沙量分布呈現(xiàn)出明顯的區(qū)域差異性。防風(fēng)固沙量較高的地區(qū)主要集中在濰坊市的東南部地區(qū)和西南部的少部分地區(qū)，最高防風(fēng)固沙量可達(dá)到92.2 t·km-2/a。防風(fēng)固沙量較低的區(qū)域，主要集中在北部沿海的濕地生態(tài)系統(tǒng)區(qū)域，各縣市駐地附近由于城鎮(zhèn)化程度較高，防風(fēng)固沙量也處于較低水平，土壤抗風(fēng)力侵蝕的能力較弱（圖4）。

圖4 2015～2020年濰坊市生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能防風(fēng)固沙量分布示意圖

2015～2020年，濰坊市防風(fēng)固沙量總體呈現(xiàn)下降的變化趨勢，其間波動(dòng)幅度不大。其中，2015年防風(fēng)固沙量最高，2019年和2020年防風(fēng)固沙量明顯減少，表明當(dāng)前濰坊市土壤受風(fēng)力侵蝕的影響較明顯，需進(jìn)一步采取相關(guān)措施降低土壤風(fēng)蝕量。

將2020年與2015年防風(fēng)固沙量變化程度分級，依據(jù)變化量將變化程度分為顯著減少、輕微減少、輕微增加和顯著增加4個(gè)等級。可以看出，相較于2015年，2020年濰坊市超過半數(shù)地區(qū)的防風(fēng)固沙量均呈現(xiàn)減少趨勢，減少較為顯著的地區(qū)主要集中在濰坊市的東南部地區(qū)，而在東南部地區(qū)的森林生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)防風(fēng)固沙量則有小幅的增加（圖5）。

圖5 2015～2020年濰坊市防風(fēng)固沙量變化程度分布示意圖

4 結(jié)論

濰坊市防風(fēng)固沙量較高的地區(qū)，主要集中在濰坊市的東南部地區(qū)和西南部的少部分地區(qū)，較低的區(qū)域主要集中在北部沿海的濕地生態(tài)系統(tǒng)地區(qū)，各縣市駐地附近由于城鎮(zhèn)化程度較高，防風(fēng)固沙量也處于較低水平。在2015～2020年期間，濰坊市總防風(fēng)固沙量呈現(xiàn)先減少后增加再減少的變化趨勢，其中，2015年濰坊市總防風(fēng)固沙量最高，2019年和2020年防風(fēng)固沙量明顯減少。結(jié)果表明，當(dāng)前濰坊市土壤受風(fēng)力侵蝕的影響較明顯，需進(jìn)一步采取相關(guān)措施降低土壤風(fēng)蝕量。